Propiedades eléctricas de los morteros y hormigón de POC medidas mediante la espectroscopia de impedancia eléctrica

Abstract

[EN] The materials manufactured from portland cement have some characteristic properties like its mechanical resistance and durability. These two properties are related with the porous structure that it’s inside the matrix. The structure depends on the pores’ volume, on its distribution size, its connectivity and the percolation of pores. These parameters can be determined by different methods; whose results vary depending on the technique applied. There are different types of pores whose classification is based on its diameter, in between them we can characterize two types, the gel-type pores and the capillary pores. An important aspect related with the porous microstructure, that also affects the durability of the matrix of mortars or concretes is the ionic transportation; for this motive, for characterization of the porous microstructure are methods such as electrical methods and electrical impedance spectroscopy (EIS). The electrical impedance spectroscopy applies to mortars and portland cement concrete to distinguish its evolution in time by electrical parameters, from an equivalent electrical circuit (EEC and to relate the two types and porosity. In this work, the equivalent electrical circuit represents the electrical conductivity of mortars and concretes of OPC from day 2 up to day 90, showing the variations produced in the hydration procedure, and allowing to separate the electrical conductivity’s components, related with the gel-type pores, the capillary pores and the interface between them.

Two relaxations are obtained, to medium frequency and high frequency respectively, both mortar and concrete. electrical resistivity is measured in direct current and is related to the hydration of cement, and the values of mechanical resistance to compression.

[ES] Los materiales fabricados a partir del cemento portland tienen unas propiedades características como son la resistencia mecánica y la durabilidad. Estas dos propiedades están relacionadas con la estructura de poros que se encuentra dentro de la matriz. Esta estructura depende del volumen de poros, de la distribución de tamaños, de la conectividad y de la percolación de los mismos. Estos parámetros pueden determinarse por diferentes métodos, cuyos resultados varían dependiendo de la técnica empleada. Existen diferentes tipos de poros cuya clasificación se basa en su diámetro, entre ellos se caracterizan dos tipos, los poros tipo gel y los poros capilares. Un aspecto importante relacionado con la microestructura porosa que también afecta a la durabilidad de la matriz de mortero u hormigón es el transporte iónico; por este motivo, para la caracterización de esa microestructura porosa existen métodos como los métodos eléctricos y la espectroscopia de impedancia eléctrica (EIE). La espectroscopia de impedancia eléctrica (EIE) se aplica a morteros y hormigones de cemento portland para caracterizar su evolución en el tiempo por medio de unos parámetros eléctricos, a partir de un circuito eléctrico equivalente (EEC) y poder relacionar así los dos tipos de porosidad. En este trabajo el circuito eléctrico equivalente representa la conductividad eléctrica de los morteros y hormigones de OPC desde el día 2 hasta el día 90, mostrando las variaciones producidas en el proceso de hidratación, y permitiendo separar los componentes de la conductividad eléctrica, relacionados con los poros tipo gel, los poros capilares y la interfase entre éstos. Se obtienen dos relajaciones, a media frecuencia y alta frecuencia respectivamente, tanto en mortero como en hormigón. Se mide la resistividad eléctrica en corriente continua y se trata de relacionar con la hidratación del cemento, y con los valores de la resistencia mecánica a compresión.